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中二采区6AB左一面防灭火设计一、工作面概况1、6AB左一工作面走向平均长839.7米，倾向平均长369米，煤厚平均2.7米，容重1.53吨/立方米，回采率97%，可采储量为683328.7吨，预计开采6个半月。工作面倾角为10º，地质结构复杂，顶板岩性多为深灰色粉砂，底板岩性多为深灰色粉砂岩。该煤层瓦斯含量3.18m3/t，压力0.22MPa，煤层硬度（f）0.54，预计绝对瓦斯涌出量28m3/min。本工作面属于高温热害区。2、6AB号煤层属Ⅰ类容易自燃发火煤层，6AB号煤层的火焰长度150-400mm，煤尘有爆炸性。二、防火安全管理措施采煤期间防灭火安全管理措施（1）工作面采用走向长壁后退式采煤方法进行回采，严禁留顶煤，并加强工作面质量管理。（2）在回采过程中，每班设专人清扫工作面浮煤、上溜子头浮煤，下溜子头与下顺槽搭接合理，严禁拉回头煤。（3）必须专人每天对该区域各观测点进行一次全面检查，并对有隐患的观测点取样化验分析，并绘制各种气体、温度变化曲线图。（4）防火检查点：回风巷、运输巷、工作面上隅角、软帮、机道高顶，采空区钻孔、高位钻孔。必须由专人对检查点进行CO、温度检查并记录。（5）通风区瓦检员佩带CH4及CO检定仪，对该区域的瓦斯气体加强检查。（6）由生产单位负责在石门防火门附近备齐水泥、沙子、石料、木板等封闭材料并码放整齐。（7）在开采过程中如发现机、轨道帮顶抽漏，由生产单位负责对机、轨道抽漏顶处及时处理，严禁货物堆积。（8）通风区必须保证该区通风系统稳定，定期对该区进行全面测风，保证该区风量稳定。（9）通风区设专职人员对该区通风设施进行维修，保证通风设施的稳定可靠，对该区系统调整时，须经通风总工程师审批。（10）采区回风、运输巷断面不得小于6.0㎡，采区内通风设施有指定专人看守。（11）采区回风、运输巷电话必须由专人维修并保证通讯畅通。（12）进入本区域所有作业的人员必须佩带齐劳动用品并能会熟练使用自救器。（13）生产单位负责贯彻该区域的避灾路线，做到人人对避灾路线熟悉。（14）一但工作面或回风流中CO浓度达到0.0024%时，立即停电、撤人，并按图示位置设好警戒，警戒人员由综采区负责指派专人。（15）制定防火检查制度，要指定专人加强观测。（16）采煤工作面采到停采线时，必须采取措施使顶板冒落严实。采煤工作面停采后，45天内必须达到封闭条件。由通风区进行永久性封闭。（17）矿井必须建立自然发火预测预报制度，确定煤层的自燃发火预测预报指标气体；采取监控系统、人工日常巡检和定期取样分析“三位一体”的综合检测方法，及时检测和发现气体浓度、温度变化情况，发现异常立即发出自然发火预报。三、阻化剂防灭火系统及技术安全管理措施（一）、阻化剂防灭火1、阻化剂防灭火原理阻化剂防灭火是近年来逐渐推广并得到广泛应用的矿井防灭火技术。它是将阻止煤炭氧化自燃的化学药剂制成溶液喷洒在煤壁、采空区浮煤上或压注入煤体之内，吸收空气中的水分，在煤的表面形成含水液膜，从而阻止了煤与氧的接触，起到了隔氧阻化作用。同时，这些吸水性能很强的盐类能降低煤中水分的蒸发速度，使煤体长期处于含水潮湿状态，当水在蒸发时的吸热降温作用使煤体在低温氧化过程中温度不能升高，起到了抑制煤炭自燃、延长自然发火期的作用。但当煤中水分蒸发减少到一定量后，阻化剂就无阻化作用，因为此时在煤上的液膜由于水的蒸发而破裂，起不到隔氧降温作用，唯有吸了一定量水的阻化剂溶液在煤体上形成液膜才是煤的阻化剂。阻化剂种类很多，根据我国其他矿区采用阻化剂经验，本矿设计采用氯化镁作为阻化剂。2、工艺及设备喷洒氯化镁阻化剂工艺流程是以氯化镁溶液配置开始到氯化镁溶液覆盖煤层的作业程序。氯化镁溶液按配比要求在一个0.5m3的料箱内搅拌稀释均匀，再由风泵对煤体及采空区进行喷洒。3、阻化剂喷洒阻化剂喷洒地点主要为采空区遗煤、服务年限短的煤巷（回风、尾排、运输巷）、综采工作面液压之间间隙、综采工作面上、下隅角，以及石门揭穿自燃煤层时，对煤壁进行喷洒。4、参数设计根据生产矿井使用效果，阻化剂溶液浓度在15-20%之间为宜。具体参数应在煤层开采时通过试验确定。本矿井阻化剂溶液浓度暂定为20%。（二）、向采空区喷洒阻化剂工作面合理的药液喷洒取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如工作面的上转角回风巷内帮、巷道煤柱破碎堆积带等处，需要充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时要考虑一定的加量系数。1、工作面一次喷洒量可按下式计算：V＝K1K2LBhAγ-1R-1＝1.2*0.05*200*3.6*0.1*0.5/（1.1*0.8）＝2.45m3式中：K1——易自燃部位喷药加量系数，一般取1.2；K2——采空区遗煤容重（按采区遗煤煤样实测），本矿暂定0.05t/m3；L——工作面平均长度，200mB——一次喷洒宽度，3.6mH——采空区顶、底板总计遗煤厚度，0.1mA——原煤（浮煤）的吸液量，t/t煤，本矿暂取0.5t/t；r——阻化剂的容重1.10t/m3。R——雾化率80%根据工作面实际生产情况，测定采空区遗煤情况，试验测得吨煤吸液量，进一步确定工作面一次喷洒量。2、喷洒方法（1）从上隅角靠近采空区，沿切顶线，利用移动式气雾喷洒系统向采空区喷洒；（2）在综采工作面液压支架之间，人工喷洒阻化剂。3、喷洒氯化镁阻化剂使用材料（1）材料：氯化镁、水；（2）配比：氯化镁:水＝1:4（重量比）；（3）用量：按5Kg/m2计算，确定喷洒量；（4）效果：阻化率应大于75%，阻化衰退期应大于2个月。4、施工技术及注意事项（1）施工前，必须把巷道的浮煤进行清理。（2）施工前要查看现场的支护情况，发现问题及时处理，确保现场支护完好的情况下方可施工。（3）喷洒阻化剂前，先检查各管路接口是否固定牢靠，发现问题及时解决。（4）施工人员每次都要做好记录，包括施工日期、材料、用量、配比、喷洒范围、效果等。（5）施工地点的设备等金属构件要尽量进行刷漆等防腐处理。施工时要避免喷洒到设备、支架等金属构件上，否则，马上用清水冲洗后并用干净棉纱擦净。（三）、打钻注阻化剂1、施工技术要求（1）阻化剂种类选择及比例根据我矿实际情况，阻化剂采用工业氯化镁，比例为氯化镁：水=1:20（2）钻机、钻杆及注浆泵选型钻机采用ZSQJ—140手持式钻机。钻杆采用Φ42低导叶螺旋钻杆注浆泵采用ZBQ—27/1.5气动注浆泵（3）钻孔布置及封孔钻孔垂直煤壁，采用3花式布置，孔深3米，孔间距为3米，排距为1.5米，最顶排局顶板0.5-0.8米。（4）封孔工艺及锚杆选型：使用聚氨酯胶进行封孔；采用矿用中空玻璃钢纤维锚杆。（5）注阻化剂标准：以煤体表面湿润为佳2、施工安全措施（1）所有施工人员必须经过专业的理论和操作技术培训，培训合格后方可持证上岗必须按《操作规程》作业操作。（2）钻孔施工前，必须由工程技术人员给出打孔位置。施工过程中严格按设计施工，不经工程技术人员同意，不得擅自改动。（3）钻机开孔前施工人员必须熟知钻机的操作规程和钻孔的施工参数及钻孔目的，施工过程中严格按照设计打孔。（4）施工作业人员进入作业地点必须先进行敲邦问顶利用长把（不小于1.6m）工具起净邦顶浮石、探头确认安全后方可作业。钻孔开工前，必须将孔口周围的浮煤杂物等清理干净。（5）所有施工作业人员必须将工作服穿戴整齐，佩戴好护袖或将袖口扎牢，（6）施工作业人员每班必须佩带便携式瓦斯警报器并按规定挂设使用。（7）严格检查瓦斯，当作业地点及附近20m范围内风流中瓦斯浓度达到1%时严禁作业，超过1.5%时必须停电撤人，并汇报调度。（8）无风微风严禁作业.撤出人员。（9）安装钻杆时，必须先检查钻杆是否堵塞、弯曲，发现不合格的钻杆严禁使用。（10）安卸钻头时，严防夹伤硬质合金片或夹偏钻头等情况发生。（11）禁止用手、脚直接制动机械运转部分，禁止将工具和其他物品放在钻机上。（12）打钻时严禁领钎工带手套，其他人员必须远离旋转钻杆及钻机传动装置。（13）在配比阻化液时，一定要按照规定比例进行配比，确保阻化率达到要求，从而起到抑制煤的氧化自热现象的发生。（14）输液管路与钻孔连接管路时，要求管路连接紧密不漏液。（15）在配比溶液时，要轻微进行搅拌，待阻化剂全部溶于水后，方可进行注阻化液工作。（16）每次注阻化液前，先由专人检查管路完好性，确保管路完好不漏液。（17）注阻化液过程中，必须慢慢开动气泵的风阀，防止风压过大造成爆管伤人。（18）注阻化液过程中，必须避开机械金属、支架等构件，并对其采取保护措施，防止阻化剂腐蚀机械设备。（19）由于阻化剂具有侵蚀性，施工人员必须带橡胶手套、护目镜进行施工。（20）注阻化液结束后要求工作人员用净水对管路及注液泵进行清洗，防止被阻化液腐蚀。（21）其它未尽事项按《煤矿安全规程》规定执行。四、束管防灭火系统矿井可采煤层均为易自燃煤层，根据《煤矿安全规程》规定，必须建立能连续监测采空区气体成分变化的监测系统。在地面联合建筑设置束管监测控制室，配置1套ZS32F型矿井火灾多参数色谱束管监测系统，由工控机、地面抽气泵、气体采样控制柜、束管专用色谱仪、分析仪器柜、色谱数据处理器、路系统输出控制器、工业控制型微机等设备和井下束管、分路箱等组成，并配置系统分析控制软件，通过束管取样，分析采空区、密闭区及巷道中的气体成分和浓度，实现对矿井自燃发火情况的早期预测预报，为火区启封及确定综采工作面采空区的注氮数量和质量提供依据。工控机将采集到的数据分析处理后通过矿井综合自动化系统网络，将信息上传至矿调度中心。1、设备设置根据井下工作面、采空区发火观测点的设置情况和预留发火观测点的情况，主下井束管管缆选择为16芯，配套设备也按照16芯束管的配套能力选择。主束管管缆沿井筒下井，在工作面的上下隅角内采用单芯束管。2、观测点设置1个综采工作面共设置3个束管测点，用于投产时工作面及采空区的火灾防治，设置地点为：布置在回风上隅角（即工作面测点）；布置在尾排巷距离回风口10m-20m处；布置在回风巷；其余地点根据实际情况临时设置。3、管路束管布置：（1）监测室面积与泵房面积要大于20平方米，监测室与泵房应并排布置或者布置成套间形式。监测室需要设置在靠近井口的一楼。（2）监测设备要求单独线路供电，需配备的配电盘一个：配电盘需要1个380V/40A的空气开关做总开关，分开关共5个，其中3个380V/20A的，2个220V/10A。（3）地面监测内布置图1—氢气发生器2—空气发生器3—色谱工作站4—气相色谱仪束管监测系统管缆由地面监测室开始沿着副井井筒到井底铺设16芯主管缆，约1000米，在井底处安装8路储水器箱2个；从8路储水器箱处开始铺设500米8芯管缆至东主运大巷与南主运大巷交叉点，并在末端安装8路接管箱1个。从8路接管箱处沿中三采区回风巷铺设4芯管缆1000米至6AB左一工作面回风巷门口，在工作面内部采用单管铺设，采样点设置3个，一个是工作面上隅角，一个是工作面回风巷，一个是尾排巷。从8路接管箱处沿南主运大巷铺设4芯管缆到中二材料道约1300米，安装4路接管箱1个，用于监测7#、8#煤层密闭。监测室总管分开后将各单管插接到控制柜的各束管接头上并作好相应标识。束管管缆为聚乙烯管，井下束管吊挂，束管吊挂高度距巷道底板1.8米，水平固定间距小于1.5米。采空区束管套地质钻管保护，每根束管负责一个测点的气样，为了防止采空区集水堵塞束管，每个探头抬高0.5米以上。五、注氮气防灭火技术应用氮气防灭火技术防治矿井自燃火灾，是世界主要产煤国家公认的行之有效的技术措施。氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。据有关资料介绍：当氧气含量低到5～10％时，可抑制煤炭的氧化自燃；氧气含量降至3％以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。基于上述氮气的性质及煤的氧化机理，向采空区及遗煤带注入氮气，使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及遗煤带，降低这些区域的氧含量，形成氮气惰化带，可达